بررسي ساختارهاي دروني و تعيين نوع يخچال با استفاده از رادار نفوذي به زمين (GPR) : مطالعه موردي يخچال علم كوه مازندران

Investigation of the internal Structures and Determination of the Type of the Glacier using the Ground Penetrating Radar (GPR) Method: A Case Study – Alam Kuh Glacier, Mazandaran Province

طي سال هاي گذشته روش رادار نفوذي به زمين (GPR) براي بررسي ساختار هاي سطحي و دروني يخچال ها، به طور چشمگيري مورد استفاده قرار گرفته است. اين روش ژيوفيزيكي با استفاده از تباين در گذردهي الكتريكي يخ، هوا، واريزه و آب، ساختار هاي مختلف يخچال را نمايش مي دهد. در اين پژوهش نتايج سه پروفيل برداشت شده GPR در خرداد 1391، با استفاده از آنتن غيرپوششي 25 مگاهرتز روي يخچال علم كوه واقع در مازندران، شهرستان كلاردشت، مورد پردازش و تفسير قرار گرفته است. به منظور حذف اثر بازتاب هاي ناخواسته با فركانس كم روي بازتاب هاي با فركانس بالا روي تمامي مقاطع GPR، از فيلتر Dewow و همچنين از تابع بهره (Gain function) براي تقويت سيگنال ها، به‌ويژه در زمان هاي پاياني استفاده شده است. با توجه به توپوگرافي نسبتاً پيچيده منطقه مورد مطالعه، تصحيح توپوگرافي روي داده ها اعمال و نتايج داده هاي بدون تصحيح با داده هايي كه تصحيح توپوگرافي روي آنها اعمال شده است، مقايسه شد و بدين ترتيب اهميت تصحيح توپوگرافي روي داده هاي GPR مورد بررسي قرار گرفته است. مورن هاي سطحي اين منطقه به طور عموم گرانيت دانه ريز و سنگ بستر گرانيت است. قطبيت نشانگر يخ-‎ سنگ بستر روي ردهاي پروفيل هاي GPR به طور كامل آشكارا قابل مشاهده است. همچنين نتايج اين پژوهش نشان مي دهد كه تنها با استفاده از روش GPR شناسايي مناطق معتدل و سرد يخ، نوع يخچال كه از نوع چند دمايي است و همچنين گودال هاي سطح و توپوگرافي بستر يخچال با موفقيت امكان پذير بوده است. در اين پژوهش مقاوم بودن يخچال از نظر الكتريكي سبب ژرفاي نفوذ بالاي امواج GPR شده است.

The method of ground penetrating radar (GPR) has increasingly been used for investigation of surface and internal structures of glaciers within the last few decades. This geophysical method distinguishes different structures of glaciers considering the existence of electrical permittivity contrast between ice, air, sediment debris and water in the glaciers. In this research, the GPR acquired data using unshielded antenna with central frequency of 25 MHz along 3 lines in Alam kuh glacier, Kelardasht, Mazandaran, in June 2012, have been processed and interpreted. In order to remove the effect of low-frequency unwanted reflections overlain on high-frequency reflections from all GPR sections, we have used dewow filter. Moreover, we have used gain function for signal enhancement, especially in late times of the GPR data acquisition. Considering the coarse topography of the study area, we have also applied topography correction on the data, and then, the obtained results have been compared with the obtained results without topography correction to demonstrate the importance of topography correction on GPR data. Moraine materials, covered the surface of the area, are mainly fine-grained granite. The bed rock or basement in the area is also granite. The polarity representing ice-bed rock is clearly seen on the GPR profiles. Furthermore, the results of this research indicate that recognition of moderate and cold ice areas in the glacier, type of the glacier (Multi-thermal), holes and topography of the glacier basement has successfully been possible using only the GPR method. The electrical resistive nature of the glacier has caused large depth of penetration of GPR waves in this research work.